(57)【要約】【課題】  より簡素な構成でより精度の高い車両速度の計測を行う。【解決手段】  車両速度計測システム１０は、第一の計測位置Ｘａを通過する車両１２との距離を計測する第一の光距離計１４ａと、第二の計測位置Ｘｂを通過する車両１２との距離を計測する第二の光距離計１４ｂと、同一の車両１２に対する第一および第二の光距離計１４ａ，１４ｂの計測実施タイミングと、第一および第二の計測位置間の距離Ｌとに基づいてその車両１２の速度を算出する演算処理部１６と、を備える。【選択図】図１
2005061972.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の計測位置を通過する車両との距離を計測する第一の光距離計と、
第二の計測位置を通過する車両との距離を計測する第二の光距離計と、
同一の車両に対する前記第一および第二の光距離計の計測実施タイミングと前記第一および第二の計測位置間の距離とに基づいてその車両の速度を算出する速度算出部と、
を備える車両速度計測システム。
【請求項２】
前記速度算出部は、さらに前記第一および第二の光距離計の距離計測結果に基づいて車両の速度を算出することを特徴とする請求項１に記載の車両速度計測システム。
【請求項３】
前記第一および第二の光距離計は、上方から車両との距離を計測することを特徴とする請求項１または２に記載の車両速度計測システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光距離計を用いて車両の速度を計測する車両速度計測システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両速度計測システムとしては、例えば特許文献１に開示されるような光電式センサを用いる方式が知られている。この方式では、出射器から受光器（光電式センサ）に至る光路を形成し、その光路が遮断されたことを車両の通過として検出する。そして、この光電式センサを車両の移動方向に沿って二箇所設置し、それら二つの光電式センサの計測位置間の距離を、各光電式センサでの検出時刻差で除算することで、車両速度を計測している。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２０６１３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の光電式センサは、上記光路中のどの地点を車両が通過したかまでは特定することができない。したがって、複数車線の道路で速度計測を行うべく当該複数車線に跨って光路を形成せざるを得ない場合には、車両が並走するようなケースでは、ある車両の検出結果を他の車両の検出結果と誤認し車両速度を正しく計測することができなくなってしまうという可能性も否定できない。そこで、従来は、そのようなケースを速度計測の対象から除外するよう、誤計測防止機能を設けたり、監視員を配置したり、あるいはこのようなケースを検出するための光距離計を設けたりしていた。また、速度計測区間内で車線変更するなど斜めに走行した車両の測定結果は、実際の速度よりやや低くなってしまうという問題もあった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明にかかる車両速度計測システムは、第一の計測位置を通過する車両との距離を計測する第一の光距離計と、第二の計測位置を通過する車両との距離を計測する第二の光距離計と、同一の車両に対する上記第一および第二の光距離計の計測実施タイミングと上記第一および第二の計測位置間の距離とに基づいてその車両の速度を算出する速度算出部と、を備える。
【０００６】
また上記本発明にかかる車両速度計測システムでは、上記速度算出部は、さらに上記第一および第二の光距離計の距離計測結果に基づいて車両の速度を算出するのが好適である。
【０００７】
また上記本発明にかかる車両速度計測システムでは、上記第一および第二の光距離計は、上方から車両との距離を計測するのが好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
まず、本発明の第一の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態にかかる車両速度計測システム１０の要部の概略構成図（二つの同方向車線を有する道路１８を走行する車両１２に対して速度計測を行う場合の図）、図２は、各光距離計１４ａ，１４ｂにおける出射光および距離検出結果の一例を模式的に示す図、また図３は、車両１２が斜めに走行したときの移動距離を示す説明図、である。
【０００９】
車両速度計測システム１０は、第一の計測位置Ｘａを通過する車両１２との距離ｄａを計測する第一の光距離計１４ａと、第二の計測位置Ｘｂ（＝第一の計測位置Ｘａから道路１８に沿って所定距離Ｌ離れた位置）を通過する車両１２との距離ｄｂを計測する第二の光距離計１４ｂと、それら第一および第二の光距離計１４ａ，１４ｂの計測結果から車両速度の算出など所定の演算処理を行う演算処理部１６と、を備える。
【００１０】
光距離計（例えばレーザ距離計、赤外線距離計等）１４ａ，１４ｂは、公知の装置であり、例えば、計測対象（この場合は車両１２）にパルスビームを照射し、送受光の時間差に基づいて計測対象までの距離を計測するものである。なお、図１の例では、光距離計１４ａ，１４ｂは、地面と略水平にかつ道路１８を垂直に横断する方向に光（パルスビーム）を出射する。このとき、出射した光が例えば車両１２のタイヤに当たるよう、設置高さや出射方向等の調整を行うのが好適である。
【００１１】
また、各光距離計１４ａ，１４ｂは、図２に示すように、所定のタイミングで（例えば５ｍｓ毎に）光を出射する。そして、車両１２が各計測位置Ｘａ，Ｘｂを通過したとき、その車両１２で反射した光が検出され、そのときの反射光に基づいて距離ｄａ，ｄｂが検出される。
【００１２】
演算処理部（例えばコンピュータ等）１６は、車両１２の速度Ｖ１（道路の延伸方向（長手方向）の車両１２の速度成分）を、例えば次の式
Ｔ  ＝｜ｔａ−ｔｂ｜
Ｖ１＝Ｌ／Ｔ          ・・・  （１）
によって算出する。ここに、ｔａ：第一の計測位置Ｘａにおいて車両１２（までの距離）が計測されたタイミング（時刻）、ｔｂ：第二の計測位置Ｘｂにおいて車両１２（までの距離）が計測されたタイミング（時刻）である。
【００１３】
ここで、演算処理部１６は、二つの計測位置Ｘａ，Ｘｂ間での車両１２の移動距離がほぼ距離Ｌである場合、すなわち、車両１２が車線変更することなく道路１８に沿ってほぼ真っ直ぐ走行した場合にのみ、この式（１）の速度Ｖ１を有効とする。このため、演算処理部１６は、速度Ｖ１の演算に先立ち、各光距離計１４ａ，１４ｂの距離計測結果ｄａ，ｄｂから、この区間における車両１２の移動方向が道路に沿った方向であるか否かを判定している。具体的には、例えば、演算処理部１６は、第一および第二の光距離計１４ａ，１４ｂによる距離計測結果ｄａ，ｄｂから、各計測位置Ｘａ，Ｘｂにおいて、車両１２が道路１８内でその幅方向のどの位置Ｙａ，Ｙｂ（幅方向位置；Ｙａ＝ｄａ−Ａａ，Ｙｂ＝ｄｂ−Ａｂ、ここに、Ａａ，Ａｂ：手前側の道路端までの距離。手前側の道路端がＹａ，Ｙｂ＝０となる。）にあるかを取得する。そして、二つの計測位置Ｘａ，Ｘｂにおける幅方向位置Ｙａ，Ｙｂの差が所定の範囲内（すなわち二つの計測位置Ｘａ，Ｘｂで幅方向位置Ｙａ，Ｙｂがほぼ同じ）であるときのみ、上記式（１）によって車両１２の速度Ｖ１を算出する。なお、演算処理部１６は、この幅方向位置Ｙａ，Ｙｂから車両１２が道路１８内にあるか否かを判断し、何らかの原因で計測が正しく行われなかった場合には速度算出を行わないようにしている。
【００１４】
一方、幅方向位置Ｙａ，Ｙｂの差が所定の範囲内に無いとき、すなわち、図３に示すように、車両１２が第一および第二の計測位置Ｘａ，Ｘｂ間で斜めに走行した場合には、演算処理部１６は、取得した幅方向位置Ｙａ，Ｙｂおよび距離Ｌから実際の移動経路Ｌｒを算出し、その移動経路Ｌｒから車両１２の速度Ｖ２を算出する。具体的には、
Ｌｒ＝ｓｑｒｔ（Ｌ2＋｜Ｙａ−Ｙｂ｜2）
Ｔ  ＝｜ｔａ−ｔｂ｜
Ｖ２＝Ｌｒ／Ｔ        ・・・  （２）
とする。なお、このとき、道路の延伸方向（長手方向）の車両１２の速度成分は式（１）のＶ１（＝Ｌ／Ｔ）であり、また、道路の横断方向（幅方向）の速度成分Ｖ２２は、
Ｖ２２＝｜Ｙａ−Ｙｂ｜／Ｔ    ・・・  （２１）
である。
【００１５】
本実施形態にかかる車両速度計測システム１０によれば、光距離計１４ａ，１４ｂにより、各計測位置Ｘａ，Ｘｂを車両１２が通過したタイミングを検出するとともに、車両１２の移動経路を把握することができる。すなわち、上記従来技術のように、各計測位置の通過タイミングを検出するための光電式センサと、移動経路を把握するための光距離計とを、別個独立して設ける場合に比べ、より簡素な構成によって精度の高い速度計測を行うことができる。また、上記従来技術のように光電式センサを用いる場合は、反射鏡等を設置・調整したりして出射器から受光器までの光路を形成することが必要となるが、光距離計を用いる場合にはそのような手間は要さない。なお、ここでは、幅方向位置Ｙａ，Ｙｂによって速度算出式（１），（２）を使い分ける場合について説明したが、常時、式（１）を用いて速度Ｖ１を算出するか、あるいは式（２）を用いて速度Ｖ２を算出するようにしてもよい。
【００１６】
次に、本発明の第二の実施形態について図面を参照して説明する。図４は、本実施形態にかかる車両速度計測システム３０の要部の概略構成図（二つの同方向車線を有する道路１８を走行する車両１２に対して速度計測を行う場合の平面図）、また図５は、各計測位置Ｘａ，Ｘｂにおける光距離計３４ａ，３４ｂによる計測の概念図（道路１８の延伸方向に見た側面図）である。なお、図５は、第一の計測位置Ｘａの図であるが、第二の計測位置Ｘｂについても同様の位置関係となる。
【００１７】
本実施形態にかかる車両速度計測システム３０も、第一および第二の計測位置Ｘａ，Ｘｂでの各光距離計３４ａ，３４ｂの距離計測結果ｄａ，ｄｂから車両１２の速度を算出する。この点は、上記第一の実施形態と同様である。
【００１８】
しかし、本実施形態にかかる車両速度計測システム３０では、図５に示すように、各光距離計３４ａ，３４ｂは、水平方向に光を投射するのではなく、車両１２の上方（好適には車高より十分に高い位置、この例では斜め上方）から光を投射するようになっており、この点が上記第一の実施形態と異なるところである。上記第一の実施形態にかかる車両速度計測システム１０では、各光距離計１４ａ，１４ｂは、水平方向に光を出射するため、複数車線の道路を二つの車両が併走する場合には、手前側の車両で光が反射してしまい、先方側（遠い側）の車両の速度を計測することができない。そこで、本実施形態では、車両にその上方から光を当て、先方側の車両の速度計測に関して、その手前にある車両の影響を排除する。
【００１９】
本実施形態では、光距離計３４ａ，３４ｂは、各計測位置Ｘａ，Ｘｂにおいて、道路１８の手前側の端部（θｍｉｎ）から先方側の端部（θｍａｘ）までの間で出射光を所定周期で往復動させ、各出射角θ（例えば所定の角度ステップ）でその反射光を検出する。このとき、光距離計３４ａ，３４ｂは、道路１８上に車両１２が無いときは、道路１８の路面１８ｓまでの距離を計測することになるが、道路１８上に車両１２があるとき、すなわち車両１２が計測位置Ｘａ，Ｘｂを通過するときは、その車両１２の表面（光を反射する面）までの距離ｄａ，ｄｂを計測することになる。したがって、演算処理部３６は、各出射角θで検出された計測距離ｄａ，ｄｂと、車両１２が無い状態での計測距離との差を取得することで、各計測位置Ｘａ，Ｘｂでの車両１２の有無を判断することができる。なお、光距離計３４ａ，３４ｂは、例えばモータ等で駆動される首振り機構を有するものとしてもよいし、半導体ガルバノミラーなどの揺動するミラーを設け、光源からの光をそのミラーを介して出射するようにしてもよい。
【００２０】
また、車両１２の計測された出射角θから、各計測位置Ｘａ，Ｘｂにおける車両１２の幅方向位置Ｙａ，Ｙｂを把握することができる。すなわち、図５の例では、比較的小さな出射角で車両１２が検出されたときは、車両１２は手前側（光距離計３４ａ，３４ｂに近い側）に位置し、逆に比較的大きな出射角で車両１２が検出されたときは、車両１２は先方側（光距離計３４ａ，３４ｂから遠い側）に位置することになる。そして、出射角θと幅方向位置Ｙａ，Ｙｂとの間には、次の式
Ｙａ＝ｄａ・ｓｉｎθ−Ａａ
Ｙｂ＝ｄｂ・ｓｉｎθ−Ａｂ    ・・・  （３）
（ここに、Ａａ，Ａｂ：各光距離計３４ａ，３４ｂの垂直下方位置から手前側の道路端までの距離）という関係が成り立つ。この式（３）とともに上記第一の実施形態で説明した手法（式（１）や式（２）等）を用いて、車両１２の速度Ｖ１あるいはＶ２を算出する。
【００２１】
なお、上記実施形態では、光距離計３４ａ，３４ｂを車線外の上方に設置したが、これには限られず、車線の直上方に設置しても同様の作用効果が得られる。
【００２２】
以上説明したように、本実施形態にかかる車両速度計測システム３０によっても、上記従来技術に比べ、より簡素な構成によって精度の高い速度計測を行うことができる。さらに、本実施形態によれば、車両が複数台数併走するような場合にも、他の車両の存在に関係なく各車両を捉え、その速度を精度よく算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第一の実施形態にかかる車両速度計測システムの要部の概略構成を示す図（平面図）である。
【図２】本発明の実施形態にかかる車両速度計測システムの光距離計における出射光および距離検出結果の一例を模式的に示す図である。
【図３】車両が斜めに走行したときの移動距離を示す説明図である。
【図４】本発明の第二の実施形態にかかる車両速度計測システムの要部の概略構成を示す図（平面図）である。
【図５】本発明の第二の実施形態にかかる車両速度計測システムの光距離計による計測の概念図（側面図）である。
【符号の説明】
【００２４】
１０，３０  車両速度計測システム、１２  車両、１４ａ，１４ｂ，３４ａ，３４ｂ  光距離計、１６，３６  演算処理部、１８  道路、１８ｓ  路面。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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